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熔模铸造型壳六大缺陷分析1

浏览次数: 日期:2019年6月4日 16:49

水玻璃型壳常见的缺陷有裂纹、变形、鼓胀,蚁孔、蠕孔及气孔等,现分析如下。

一、型壳裂纹

  型壳裂纹有两种情况,一是浇口杯产生裂纹,如图1所示;二是型壳表面产生裂纹,如图2所示。

熔模铸造型壳六大缺陷分析7906-亨利herry
图1  浇口杯裂纹

 

熔模铸造型壳六大缺陷分析5877-亨利herry
图2  型壳表面裂纹


  浇口杯裂纹特征:型壳的浇口杯有裂纹,严重时浇口杯开裂。
  型壳表面裂纹:在型壳的表面上有弯曲的、深浅不等的裂纹。

1.产生原因
  (1)涂料中水玻璃的模数、密度过高或过低;涂料中的粉液比过低;或硬化剂的浓度、温度和硬化时间不当,硬化不充分;或型壳在硬化前的自然风干时间不够,不利于硬化剂的继续渗透硬化,影响了硅凝胶的连续性和致密性;或型壳的层数不够等原因,导致型壳的强度低,出现了裂纹。
  (2)涂料层涂挂的不均匀,或撒砂层厚薄不均;尤其是浸涂料后没有撒上砂的部位,硅凝胶在收缩时受力不均匀,导致型壳产生裂纹。
  (3)脱蜡液的温度低,脱蜡时间太长。由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数,脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用;如果超过此时型壳的强度极限,就会产生裂纹,甚至开裂。
  (4)焙烧时,型壳入炉温度高,升温过快,或高温出炉急冷;或型壳多次焙烧,产生微裂纹,甚至裂纹,降低了强度;或型壳的高温强度低,使型壳在焙烧时产生裂纹。
  (5)清理浇口杯时,机械损伤浇口杯。

2.防止措施

  (1)采用下列措施,型壳的高温强度就高。
    ①水玻璃的模数M=3.0~3.4,密度ρ=1.30~1.33 g/cm3配制的加固层涂料。
    ②采用合理的涂料配制工艺,并执行涂料的“配比-温度-粘度”曲线。
    ③采用合理的硬化工艺,控制硬化剂的“浓度-温度-硬化时间”;或选用氯化铝代替氯化铵硬化型壳。
    ④合理的制壳工艺,如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合,硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。
    ⑤采取措施增加型壳强度,如常用的增加型壳层数,或采用复合型壳等;必要时大件型壳可用铁丝加固等。

  (2)蜡模浸入检验合格的涂料中,上下移动和不断地转动,提起后滴去多余的涂料,使涂料均匀地覆盖在模组的表面上;不能出现涂料的局部堆积或缺少涂料(漏涂);并及时、均匀撒砂。
  (3)适当提高脱蜡液的温度,控制在95~98℃;缩短脱蜡时间,以15~20min,不超过30min为宜;水玻璃型壳脱蜡的要点:高温快速。必要时,改进脱蜡方法。
  (4)选用合理的焙烧工艺,氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850~900℃,时间0.5~2h;并严格执行;必要时,采用阶段升温,或冷却;型壳焙烧不能超过两次。
  焙烧良好的型壳呈白色、粉白色或粉红色;焙烧不良的型壳呈深色或深灰色,表示型壳残留较多的碳分。
  (5)清理浇口杯时应仔细,避免机械损伤;必要时,改进浇口杯的结构。

二、型壳变形

  特征:型腔的尺寸不符合图样要求,如图3所示。

熔模铸造型壳六大缺陷分析3528-亨利herry
图3  型腔变形的型壳


1.产生原因
  (1)型壳高温强度低,其抗高温变形能力也低。型壳变形大部分是在脱蜡、焙烧或浇注过程中产生的。浇注时,靠近浇口的高温有可能使型壳发生变形。
  (2)涂料的粘度大,涂层过厚,涂料堆积;或硬化液浓度低,温度低,硬化时间短,硬化不足等原因,导致型壳的强度低。
  (3)脱蜡液的温度低,脱蜡时间太长。由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数,脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用,是型壳在脱蜡过程中变形。
  (4)中小件型壳的焙烧温度过高、焙烧时间过长;或冷却过快;或焙烧时摆放不当(堆压、挤压),使得支撑受力不平衡等原因,引起局部变形。
  (5)焙烧炉不能满足工艺要求。
  (6)焙烧与浇注配合不当,型壳在焙烧后的热态时,强度较高;温度下降时,强度随之下降。如型壳在冷态下浇注,型壳急剧升温热膨胀系数大,导致型壳变形。

2.防止措施
  (1)下列因素的合理匹配与控制,就可以适当的提高型壳的高温变形能力:
    ①水玻璃的模数M=3.0~3.4,密度ρ=1.30~1.33 g/cm3配制的加固层涂料。
    ②选用硬化剂;氯化铝硬化的型壳比氯化铵硬化的型壳。
    ③铝硅系粉、砂,代替硅石粉、砂。
    ④制壳工艺。如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合,硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。
    ⑤ 焙烧和浇注的合理配合,防止型壳在冷态下浇注。
    ⑥采用复合型壳,如水玻璃与硅溶胶型壳,水玻璃与硅酸乙酯型壳等。

  (2)掌握、运用、控制涂料的“配比-粘度-温度”关系曲线;注意涂挂操作,使涂层均匀地覆盖;控制硬化液的浓度、温度和硬化时间,使型壳充分硬化。
  (3)型壳停放12~24h再脱蜡;选择合理的脱蜡工艺,脱蜡液的温度控制在95~98℃,脱蜡时间为15~20min,不超过30min;以及型壳在脱蜡过程中的摆放等。
  (4)选择合理的焙烧工艺,氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850~900℃,时间0.5~2h;注意型壳在焙烧过程中的摆放,避免型壳彼此挤压;控制焙烧出炉的冷却速度等。
焙烧良好的型壳呈白色、粉白色或粉红色。
  (5)加强焙烧炉的定期检测和日常维护保养,使其满足焙烧工艺要求。

 

(转自国际铸业网)

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